二次电池封装方法技术

一种二次电池的封装方法，包含下列步骤：　　　　（ａ）将一纤维布浸渍一树脂组合物后，进行第一阶段加热形成一胶片状物，以及　　　　（ｂ）将所述胶片状物紧密包覆一电池的核心筒形绕制片层结构，然后进行第二阶段加热使所述胶片状物完全硬化。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于二次电池，尤其是关于一种二次电池的封装方法，及通过其制得的二次电池。
技术介绍
目前随着用户对于便携式电子设备(例如手机、个人数字助理器及笔记本电脑等)轻、薄、短、小的要求愈来愈严格，电子设备的每一构件的重量及尺寸也被严格限制，其中，影响便携式电子设备的重量及外观最大的因素就是其电源供应器，也就是二次电池。为此，不但对于二次电池的体积、重量的限制愈来愈严格，甚至形状也渐渐趋向形成弯曲形或卷绕形的，而不限定于原来的方形或扁平形电池，以便可根据便携式电子设备所能提供的空间大小或形状作任意变化。现有的二次电池制备方法，先是分别在导电材料上涂敷正极活性物质及负极活性物质以制备正负极板，再将上述正负极板以隔离膜加以隔离后形成一二次电池的核心筒形绕制片层结构(jelly roll)，最后将上述电池的核心筒形绕制片层结构进行封装即可制备一常见二次电池的雏形。早期常见的二次电池是以金属罐方式封装，将电池的核心筒形绕制片层结构紧密包覆，但是因金属罐厚、重、封口不易且仅能制成方形，使得以金属罐为封装材料的二次电池的外观缺乏变化。即使金属罐渐渐由原来的厚度8mm改良为4mm，仍难使电池达到真正薄形且轻量化的目的。取而代之的，是以铝箔压膜的。但是，由于电池核心筒形绕制片层结构本身的机械强度不高，所以，通过铝箔压膜的封装方法不易将核心筒形绕制片层结构定型，尤其是对制备弯曲形或卷绕形的电池更是困难。目前较常见铝箔压膜的改良封装方法可分为薄层涂敷法及注液反应型法。所谓薄层涂敷法是在电极板或隔离膜上先涂敷一层粘胶，再与铝箔热压定型封装。虽然薄层涂敷法可将二次电池的核心筒形绕制片层结构紧密包覆，但是仍有加工困难及粘胶开发尚未成熟等缺点。另一种改良的封装方法为注液反应型法，其将含有高分子单体及电解液的溶液注入铝箔袋中，再经由加热反应使高分子单体聚合而定型。虽然注液反应型法的加工较为简便，但仍存在反应温度、时间以及高分子单体的聚合程度不易掌控等缺点，从而导致电池的电性不均，且对于目前积极开发的塑料锂离子电池而言，注液反应型的封装方法并不适用。为符合市场对于使携式电子设备轻、薄、短、小的要求，弯曲形二次电池可说是未来市场趋势的发展方向。为开发可定型或弯曲形二次电池的制作技术及方法，本专利技术采以纤维强化塑料(fiberreinforced plastic，FRP)的加工方法，提供一新颖且高效率的二次电池封装技术，及通过该方法所制得的二次电池。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种可快速制备弯曲形、卷绕形或可设计形状的电池的，其可使二次电池的形状根据便携式电子设备所能提供的空间大小或形状而加以改变以引入系统变化。本专利技术的第二目的是提供一种可将电池的核心筒形绕制片层结构紧密且均匀包覆的，其可使二次电池的电性不受影响并能有效增进二次电池的循环寿命。本专利技术的第三目的是提供一种可大幅减轻二次电池的重量、厚度及体积的，其可达到电池真正薄形化的目的。本专利技术的第四目的是提供一种加工步骤简易、且所使用的封装材料普遍，可大幅降低电池封装成本的。本专利技术的第五目的是提供一种其形状可根据便携式电子设备所能提供的空间大小或形状而加以改变的二次电池，且使用该二次电池后电子设备厚度不会明显上曾加。为实现上述目的并避免目前技术所存在的缺点，本专利技术提供一种二次电池的封装方法，其包含下列步骤(a)将一纤维布浸渍一树脂组合物，并进行第一阶段加热以形成一胶片状物；以及(b)将该胶片状物紧密包覆一电池的核心筒形绕制片层结构，然后进行第二阶段加热使该胶片状物完全硬化。本专利技术所揭示的二次电池的封装方法是将二次电池的核心筒形绕制片层结构根据本专利技术所揭示的流程将其紧密包覆，该电池的核心简形绕制片层结构与封装材料的制备分别形成，其中，该核心筒形绕制片层结构采用现有技术的制备方式。本专利技术所揭示的封装方法先将一纤维布预先浸渍在一树脂组合物中，使该树脂组合物将该纤维布完全浸润，然后将该含有树脂组合物的纤维布进行第一阶段加热，使该树脂组合物进行初步的化合反应至一B阶段状态，以形成一胶片状物。其中，该第一阶段加热的温度介于室温至140℃之间，以介于60至120℃之间为佳；第一阶段加热的时间介于1分钟至130分钟之间，以介于1至10分钟之间为佳。本专利技术所使用的纤维布是作为封装材料的补强材料，其可为现有技术中任何可作为补强材料的材料，例如可选自玻璃纤维布、碳纤维布、卡维拉(Kevlar)纤维布、聚丙烯纤维(PP fiber)及其混合物，纤维布以玻璃纤维布较佳。本专利技术所使用的该树脂组合物包含树脂、硬化剂、可塑剂、起始剂及填充剂等，其中，该树脂为技术中已知的热硬化型树脂(thermal setting resin)，例如可选自环氧树脂、聚氨基甲酸酯(polyurethanePU)。不饱和聚酯(unsaturatedpolyester Resins)树脂、互穿型高分子网树脂(interpenetrating polymernetworkIPN)及其混合物，以环氧树脂或IPN树脂为佳。所使用的硬化剂为胺类化合物、酸酐类化合物或羧酸类化合物等，例如可选自二乙基三胺、三乙基四胺、二乙基-4-甲基咪唑、二氰二胺、聚酰胺树脂、顺-丁烯二酸酐、六氢苯二酸酐及其混合物，硬化剂以二乙基、4-甲基咪唑为佳。填充剂是用以增强树脂的机械强度，选自下列群组氧化硅、氧化铝、碳酸钙、氧化钛及其混合物，较佳的填充剂为氧化硅。根据本专利技术封装方法，在第一阶段加热时，树脂会进行一初步的化合反应至一B阶段状态以形成一胶片状物，再以该胶片状物10将电池的核心筒形绕制片层结构20包覆，如图1所示，通过树脂在B阶段状态可进一步予以硬化的特性进行第二阶段加热使树脂组合物完全硬化，该胶片状物在硬化的同时加以定型成所需要的形状，如此便可简便的形成一弯曲形、卷绕形或可设计形状的电池，且电池的厚度不会明显增加，使电池真正达到薄形化的目的。第二阶段加热的温度介于室温至140℃之间，以介于80至120℃之间较佳，第二阶段加热的时间介于30分钟至24小时之间，以介于30分钟至3小时之间为佳。而且，由于本专利技术所揭示的胶片状物在完全硬化后，具备不会吸收电池电解液，不会因电池放电反应而分解导致影响电池电性，具有良好的机械强度及稳定性等特性，因此，通过本专利技术所揭示的电池封装方法所形成的电池，不但其电性不会受到影响还会大幅增进其循环寿命，同时相较于方形电池其可形成厚度较薄，并可设计成不同形状的电池。可用于本专利技术封装方法中的电池，为技术已知的二次电池，例如镍氢二次电池、锂离子电池及锂高分子电池等，以锂离子电池及锂高分子电池为佳。附图说明本专利技术将依照附图进行说明，其中图1是根据本专利技术的优选具体实施例封装电池的核心筒形绕制片层结构示意图，以及图2a显示型号603048标准锂离子电池在以现有封装方法及不同放电速率下的电性比较图。图2b显示型号603048标准锂离子电池在以本专利技术封装方法及不同放电速率下的电性比较图。图2c显示型号603048标准锂离子电池在以现有封装方法及不同温度下的电性比较图；图2d显示型号603048标准锂离子电池在以本专利技术封装方法及不同温度下的电性比较图，及图2e显示型号603048标准锂离子电池以现有封装方法与本专利技术的封装方法的循环寿命的比较本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄舜明，李进昌，王媚慧，陈智明，
申请(专利权)人：兴能高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：